JP2005037572A - 蛍光顕微鏡用照明装置および蛍光顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光顕微鏡の接眼観察時における試料操作や目視を容易にすることができる顕微鏡用照明装置の提供。
【解決手段】フィルタカセット４は、回転台６の軸１５が対物レンズ７の光軸を挟んで接眼観察側とは反対側に配置される。回転台６には複数のフィルタキューブ３が配置され、回転台６して使用すべきフィルタキューブ３Ｂを軸１５よりも接眼観察側に位置する光軸上に配置する。フィルタカセット４をこのように構成することにより、フィルタカセット４が光軸よりも接眼観察側に大きく迫り出すのを避けることができる。その結果、２０Ａのように顕微鏡の接眼部から眼を離して視線を下方に落とすだけで試料１１の状態を容易に確認することができ、試料像の観察と試料状態の確認やマニュピレータ操作等をスムーズに行うことができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転ターレット式のフィルタカセットを備えた蛍光顕微鏡用照明装置、およびその照明装置を備えた蛍光顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光顕微鏡は、蛍光物質を含む試薬で試料の特定の組織を染色し、試料へ励起光を照射して観察を行うものである。試料に励起光を照射すると、蛍光物質で染色された組織から蛍光が発せられ、その蛍光を顕微鏡で観察することにより組織の状態を知ることができる。このような蛍光顕微鏡では、励起フィルタ、ダイクロイックミラーおよびバリアフィルタが設けられたフィルタセット（以下ではフィルタキューブと呼ぶことにする）を利用して蛍光観察を行う。
【０００３】
通常、観察には複数種類の蛍光試薬が利用されるため、試薬毎に最適なフィルタキューブを用意する必要がある。そのため、蛍光顕微鏡に用いられる照明装置では複数のフィルタキューブを装着できる構造となっており、例えば、回転ターレット式のフィルタカセットを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この方式では、複数のフィルタキューブが装着されたターレットを回転することにより、所望のフィルタキューブを光路上に配設するようにしている。
【０００４】
回転ターレット方式のフィルタカセットでは、使用するフィルタキューブを対物レンズの光軸上に配設するが、回転ターレットは光軸よりも観察者側に偏って配設され、接眼部の下方に位置するフィルタカセット部分が観察者側に大きく迫り出している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１７４７１１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
電気生理実験などでは標本に電極や溶液交換チューブなどが設置され、それらの操作のために接眼部から眼を離して試料を目視することが頻繁に行われる。しかし、フィルタカセット部が観察者側に迫り出しているため、接眼部から眼を離して試料方向に視線を落としても、顕微鏡のフィルタカセット部分が邪魔して操作している試料部分を見ることができない。そのため、姿勢を変えるなどしてマニュピレータの操作や試料溶液の交換操作などを行わなければならず、作業性に問題があった。
【０００７】
本発明は、接眼観察時に試料操作や目視を容易に行うことができる蛍光顕微鏡、および、そのような蛍光顕微鏡を可能とする蛍光顕微鏡用照明装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、励起フィルタとバリアフィルタおよびダイクロイックミラーを有するフィルタセットが複数装着可能な回転台を有して、回転台を回転して装着されたフィルタセットの一つを対物レンズの光軸上に配置する蛍光顕微鏡用照明装置に適用され、光軸を挟んで接眼観測側とは反対側の位置に回転台の回転軸を配設したことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の蛍光顕微鏡用照明装置において、光源からの光束を回転軸近傍に導く第１のミラーと、第１のミラーによって導かれた光束をフィルタセットの方向に反射して、対物レンズの光軸上に配置されたフィルタセットの励起フィルタに入射させる第２のミラーとを備えたものである。
請求項３の発明による蛍光顕微鏡は、請求項１，２に記載の蛍光顕微鏡用照明装置を備えることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
−第１の実施の形態−
図１は本発明の第１の実施の形態を説明する図であり、蛍光顕微鏡の全体構成を示す概略図である。励起フィルタ８、ダイクロイックミラー９およびバリアフィルタ１６はフィルタセットを構成し、これらはフィルタキューブ３に設けられて一体となっている。図１に示す蛍光顕微鏡では、光源１、照明光学系２およびフィルタキューブ３が装着されたフィルタカセット４で構成される落射照明装置が設けられている。顕微鏡本体５の背面に設けられた光源１から水平に出射された照明光Ｌ１は、照明光学系２を介してフィルタカセット４に設けられたフィルタキューブ３の一つに入射する。
【００１０】
回転ターレット式のフィルタカセット４には回転台６が設けられており、通常、回転台６には複数のフィルタキューブ３が装着される。そして、観察に使用するフィルタキューブ３を、図１のように対物レンズ７の光軸上に配置する。回転台６は軸１５を回転軸として回転することができる。なお、回転台６の回転駆動は手動で行っても良いし、モータ等を用いて自動で行っても良い。
【００１１】
フィルタキューブ３に設けられた励起フィルタ８は、照明光Ｌ１の中の特定波長域の光を励起光Ｌ２として透過するものである。励起光Ｌ２はダイクロイックミラー９で反射され、対物レンズ７により試料ステージ１０上の試料１１に照射される。試料１１は予め複数の試薬によって染色されており、ダイクロイックミラー９で反射された励起光Ｌ２が試料１１に入射すると、その励起光Ｌ２に反応する蛍光色素が蛍光Ｌ３を発生する。
【００１２】
発生した蛍光Ｌ３は、対物レンズ７を通った後にダイクロイックミラー９を透過して観察光学系１２へと導かれる。観察光学系１２は、カメラやＣＣＤ撮像装置等が装着される撮像鏡筒１３と、試料像を観察するための接眼鏡筒１４とを備えており、対物レンズ７を通過した蛍光Ｌ３をいずれかの鏡筒に振り分けるための光路切換用光学素子（不図示）が設けられている。
【００１３】
図２はフィルタカセット４を説明する図であり、（ａ）はフィルタキューブ３Ａ，３Ｂが装着された回転台６の平面図、（ｂ）はフィルタカセット４の縦断面図である。図２（ａ）に示すように、回転台６にはフィルタキューブ３の装着部６ａ〜６ｃが３カ所設けられており、各装着部６ａ〜６ｃには蛍光Ｌ３およびダイクロイックミラー９で反射された励起光Ｌ２が通る開口６０がそれぞれ形成されている。各装着部６ａ〜６ｃは回転台６の軸１５の回りに６０ｄｅｇの間隔で設けられている。
【００１４】
また、図２（ｂ）のように、フィルタカセット４のケーシング４０の側面には、各装着部６ａ〜６ｃに対応して照明光Ｌ１の通過する開口４２がそれぞれ形成されている。光源１（図１参照）からの照明光Ｌ１はこの開口４２からフィルタカセット４内に入り、開口４２と対向する位置に装着されたフィルタキューブ３Ｂの励起フィルタ８に入射する。励起フィルタ８を通過する波長成分である励起光Ｌ２はダイクロイックミラー９により反射され、回転台６の装着部６ｂに形成された開口６０およびケーシング４０の底面部分に形成された開口４３を通って対物レンズ７（図１参照）に入射する。
【００１５】
一方、試料１１（図１参照）からの蛍光Ｌ３は開口４３を通ってフィルタキューブ３Ｂのダイクロイックミラー９に入射し、ダイクロイックミラー９およびバイリアフィルター１６を透過する。バイリアフィルター１６を透過した蛍光Ｌ３は、ケーシング４０の開口４１を通って観察光学系へと導かれる。ケーシング４０に形成された開口４１および４３は、いずれも対物レンズ７の光軸上に設けられている。回転台６を図２（ａ）の状態から時計回りに６０ｄｅｇ回転すると、装着部６ａに装着されたフィルタキューブ３Ａが光軸上に、すなわち、開口４１と開口４３との間に配置されることになり、フィルタキューブ３Ａに対応する蛍光の観察が可能となる。
【００１６】
一例として、緑色の光（波長５１０ｎｍ〜５６０ｎｍ）を透過する励起フィルタ８を用いる場合、例えば、５７５ｎｍ以下の光を反射し波長５７５ｎｍより長波長の光を透過するダイクロイックミラー９と、波長５９０ｎｍ以上の光を透過するバリアフィルタ１６とでフィルタセットを構成する。光源１には水銀ランプが用いられ、光源１からは波長３００ｎｍ〜８００ｎｍの照明光Ｌ１が発せられ。このとき、励起フィルタ８は波長５１０ｎｍ〜５６０ｎｍの光を励起光Ｌ２として透過する。波長３１０ｎｍ〜５１０ｎｍおよび５６０ｎｍ〜８００ｎｍの光は励起フィルタ７によりほとんどが反射され、一部が吸収される。
【００１７】
ダイクロイックミラー９は波長５７５ｎｍ以下の光を反射するので、励起光Ｌ２（５１０ｎｍ〜５６０ｎｍ）は反射される。しかし、実際上は数％〜１０％程度の光が透過するので、例えば、入射した励起光Ｌ２の１０％が透過すると仮定すると、９０％が試料方向に反射されることになる。反射された励起光Ｌ２が試料１１に照射されると、試料中の蛍光物質からは長波長側にシフトした蛍光Ｌ３が発生する。例えば、蛍光Ｌ３の波長を６００ｎｍとすると、６００ｎｍの蛍光Ｌ３はダイクロイックミラー９およびバリアフィルタ１６を透過して接眼光学系へと導かれる。なお、試料からの光には蛍光Ｌ３だけでなく励起光Ｌ２も含まれているが、蛍光Ｌ３だけがバリアフィルタ１６を透過する。
【００１８】
なお、図２に示す例では、回転台６の図示右側半分にフィルタキューブ３（３Ａ，３Ｂ）を装着する装着部６ａ〜６ｃを設けたが、図３に示すように３カ所の装着部６ａ〜６ｃを１２０ｄｅｇ間隔で設けても良い。
【００１９】
上述したように、本実施の形態の蛍光顕微鏡では、図１のように回転台６の軸１５を対物レンズ７の光軸を挟んで接眼観察側とは逆方向（光源方向）にずらし、回転台６の接眼観察側のフィルタキューブ３を光軸上に配置するようにした。そのため、図１の符号２０Ｂのように接眼観察中に姿勢を変えて低い位置から試料１１の部分を見なくても、符号２０Ａのように接眼部から眼を離して視線を下方に落とすだけで試料１１の状態を確認することができる。その結果、試料像の観察と試料状態の確認やマニュピレータ操作等をスムーズに行うことができる。
【００２０】
さらに、接眼観察時以外の状態でも、試料１１への微細操作を行わなければならない場合もあるが、そのような場合にも試料１１へのアクセス角度が広くなるという利点がある。また、実体顕微鏡と組み合わせた観察で微細作業を行わなければならない場合にも、観察者に対して試料近傍により広い空き空間を提供できるという利点を有している。
【００２１】
図４は比較例を示す図であり、従来のようにフィルタカセット２０４の回転台２０６は、軸２１５が対物レンズ７の光軸よりも接眼観察側に設けられている。そのため、フィルタカセット２０４は光軸よりも接眼観察側に偏って設けられ、顕微鏡のフィルタカセット２０４が張り出すことになる。その結果、姿勢２０Ａのように接眼部から眼を離して視線を落としただけでは、顕微鏡５の符号Ｄで示す部分が邪魔になって試料１１の部分を見ることができない。そのため、試料１１の部分を確認する場合には、姿勢２０Ｂのように姿勢を低くして見る必要があった。そのため、作業性が非常に悪かった。
【００２２】
−第２の実施の形態−
図５，６は本発明の第２の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態の図１および図２と同様の図である。第２の実施の形態では、図６（ａ）の平面図に示すように、回転台１０６にはフィルタキューブ用の装着部１０６ａ〜１０６ｆが６０ｄｅｇ間隔で６カ所設けられている。回転台１０６の各装着部１０６ａ〜１０６ｆには、上述した開口６０と同様の開口１６０がそれぞれ形成されている。
【００２３】
フィルタカセット１０４のケーシング１４０には中央部に窪み１４４が形成されており、その窪み内には角度４５ｄｅｇで固定ミラーＭ１が設けられている。さらに、固定ミラーＭ１の上方には固定ミラーＭ２が設けられている。図５の光源１から出射された照明光Ｌ１は、固定ミラーＭ２で図示下方に反射さる。固定ミラーＭ２で反射された照明光Ｌ１は固定ミラーＭ１でさらに反射されてケーシング１４０の開口１４２からケーシング１４０内に入り、ケーシング１４０内の光軸上に配置されたフィルタキューブ３Ｂの励起フィルタ８に入射する。
【００２４】
励起フィルタ８を出射した励起光Ｌ２はダイクロイックミラー９により反射され、回転台１０６の装着部１０６ｂに形成された開口１６０およびケーシング１４０の底面部分に形成された開口１４３を通って対物レンズ７（図１参照）に入射する。また、試料１１（図５参照）からの蛍光Ｌ３は開口１４３を通ってフィルタキューブ３Ｂのダイクロイックミラー９に入射し、ダイクロイックミラー９およびバイリアフィルター１６を透過する。その後、ケーシング１４０の開口１４１を通って観察光学系に導かれる。
【００２５】
回転台１０６は軸１１５を回転軸として回転することができ、図６（ａ）の状態から回転台１０６を時計回りに６０ｄｅｇ回転すると、フィルタキューブ３Ａが対物レンズ７（図５参照）の光軸上に配置される。その結果、固定ミラーＭ１で反射された照明光Ｌ１は、光軸上に新たに配置されたフィルタキューブ３Ａに入射することになる。
【００２６】
図５に示すように第２の実施の形態の場合にも、回転台１０６の軸１１５を対物レンズ７の光軸を挟んで接眼観察側とは逆方向（光源方向）にずらし、回転台１０６の接眼観察側のフィルタキューブ３Ｂを光軸上に配設するようにした。そのため、第１の実施の形態と同様に、図５の符号２０Ｂのように接眼観察中に姿勢を変えて低い位置から試料１１の部分を見なくても、符号２０Ａのように接眼部から眼を離して視線を下方に落とすだけで試料１１の状態を確認することができる。
【００２７】
さらに、第２の実施の形態では、固定ミラーＭ１を用いて照明光Ｌ１をフィルタケーシング１４０の中心部分の窪み１４４内に設けられた固定ミラーＭ２に導き、その固定ミラーＭ２により開口１４２から光軸上に配置されたフィルタキューブ３Ｂに照明光を入射させるようにした。そのため、フィルタキューブ３Ｂと対向する位置にフィルタキューブ３Ｅを装着することができ、図２（ａ）と同様に６０ｄｅｇ間隔であっても、より多く（６個）のフィルタキューブを回転台１０６に装着することができる。
【００２８】
なお、上述した実施の形態では正立顕微鏡を例に説明したが、本発明は正立顕微鏡に限らず図７のような倒立型の顕微鏡にも適用することができる。図７において、図５と同様の部分には同一符号を付した。図７の顕微鏡では、第２の実施の形態で用いたフィルタカセット１０４およびミラーＭ１，Ｍ２のセットを、上下逆向きに配設している。この場合も、回転台１０６の軸１１５が対物レンズ７０の光軸を挟んで接眼観察側とは逆の位置となるように、フィルタカセット１０４が設けられている。
【００２９】
試料１１から発せられた蛍光Ｌ３は、対物レンズ７０およびフィルタキューブのダイクロイックミラー９、バリアフィルタ１６を通過した後、ミラーＭ３，Ｍ４で反射されて接眼鏡筒１４に導かれる。図７の顕微鏡において、フィルタカセット１０４を矢印Ｇのように接眼観察側に移動してフィルタキューブ３Ｅを光軸上に配置した場合には、二点鎖線で示すように接眼鏡筒１４が観察者側に迫り出すことになり、顕微鏡全体が大きくなってしまう。よって、図７のように、フィルタカセット１０４をフィルタキューブ３Ｂが光軸上に配置されるような構成とすることにより、顕微鏡本体の大きさを小さくすることができる。
【００３０】
なお、以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、ミラーＭ２は第１のミラーを、ミラーＭ１は第２のミラーをそれぞれ構成する。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、対物レンズの光軸を挟んで接眼観測側とは反対側の位置に回転台の回転軸を配置したので、回転軸よりも接眼観察側に位置するフィルタセットが対物レンズの光軸上に配置されるようになり、顕微鏡の接眼部から眼を離して視線を下方に落とすだけで試料の状態を確認することができる。その結果、試料像の観察と試料状態の確認やマニュピレータ操作等をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】フィルタカセット４を説明する図であり、（ａ）はフィルタキューブが装着された回転台の平面図、（ｂ）はフィルタカセットの縦断面図である。
【図３】フィルタカセット４の他の例を示す図である。
【図４】比較例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図６】フィルタカセット１０４を説明する図であり、（ａ）はフィルタキューブが装着された回転台の平面図、（ｂ）はフィルタカセットの縦断面図である。
【図７】フィルタカセット１０４を倒立型の蛍光顕微鏡に適用した場合を示す図である。
【符号の説明】
１ 光源
２ 照明光学系
３，３Ａ〜３Ｆ フィルタキューブ
４，１０４，２０４ フィルタカセット
５，１０５，３０５ 顕微鏡本体
６ 回転台
６ａ〜６ｃ，１０６ａ〜１０６ｆ 装着部
７，７０ 対物レンズ
８ 励起フィルタ
９ ダイクロイックミラー
１０ 試料ステージ
１１ 標本
１２ 観察光学系
１３ 撮像鏡筒
１４ 接眼鏡筒
１５ 軸
１６ バリアフィルタ
４０，１４０ ケーシング
Ｌ１ 照明光
Ｌ２ 励起光
Ｌ３ 蛍光
Ｍ１〜Ｍ４ ミラー

Claims (3)

1. 励起フィルタとバリアフィルタおよびダイクロイックミラーを有するフィルタセットが複数装着可能な回転台を有して、前記回転台を回転して装着された前記フィルタセットの一つを対物レンズの光軸上に配置する蛍光顕微鏡用照明装置において、
   前記光軸を挟んで接眼観測側とは反対側の位置に前記回転台の回転軸を配設したことを特徴とする蛍光顕微鏡用照明装置。
2. 請求項１に記載の蛍光顕微鏡用照明装置において、
   光源からの光束を前記回転軸近傍に導く第１のミラーと、
   前記第１のミラーによって導かれた光束を前記フィルタセットの方向に反射して、前記対物レンズの光軸上に配置された前記フィルタセットの励起フィルタに入射させる第２のミラーとを備えたことを特徴とする蛍光顕微鏡用照明装置。
3. 請求項１または２に記載された蛍光顕微鏡用照明装置を備えたことを特徴とする蛍光顕微鏡。

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